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实验六BOOST升压电源
一、实验目的
1.了解BoostDC/DC升压变换器的功能和原理。
2.了解MC34063电源芯片的功能和工作原理。
3.掌握用MC34063芯片构成Boost升压变换器的方法,以及元件参数的计算。
二、实验材料、仪器与用具
PCB板、元器件、焊锡丝、导线;电烙铁、镊子、稳压限流直流电源、VC890C+数字万
用表、非接触式调光控制模块、CD4017分段调光模块、PT4115恒流驱动模块、LED灯板。
图1MC34063升压Boost变换器电路原理及PCB布局
实验材料:
标号规格写出元件在电路中的作用
R10.33,0805帖片电阻上拉电阻
R2200,0805帖片电阻上拉电阻
R310K,0805帖片电阻分压
R41K2,0805帖片电阻分压、采样电阻
C1470pF瓷片/独石电容产生复位脉冲实现用吹灭控制的功能
C2100uF/25V电解电容给负载充电
C322uF/25V电解电容控制电流方向
D11N5819贴片肖特基截止反向电流,保护芯片
L1100uH贴片功率电感储存能量,实现升压
U1MC34063,DIP8DC/DC变换器所需要的主要功能的单片控制电路
三、实验原理
1.Boost升压式DC/DC变换器
使用BoostDC/DC变换器是开关型DC/DC变换器的一种,它可以把一种电压的直流
电升至比它更高的直流电压,通过改变开关导通时间的占空比即可改变升压的比例,但一般
升压幅度不宜超过输入电压的2倍。
图2BOOST升压DC/DC变换器原理
如图所示,当开关闭合时,电感电流增大,产生的磁通增加,电感储能,同时产生感生
电动势,其极性为左正右负(阻碍电流的增加),该电动势与输入电压相等;而在下一时刻
开关断开时,由于电感电流下降,磁通减小,电感产生的感生电动势极性反转(阻碍电流的
减小),因此电感就与电源一起向负载释放能量,由此可见,输出电压等于输入电压与电感
产生的感生电动势之和,因此输出电压高于输入电压,实现了DC/DC升压变换。输出电压
的表达式为
其中,D为开关导通时间占空比:即开关导通的时间占开关周期的比值。由式(s6-1)可
见,分母总是一个小于1的数,故输出电压始终高于输入电压。
2.MC34063
该器件本身包含了DC/DC变换器所需要的主要功能的单片控制电路,价格便宜,适用
于简单小功率的各种DC/DC变换器。它由具有温度自动补偿功能的基准电压发生器、比较
器、占空比可控的振荡器,R—S触发器和大电流输出开关电路等组成。该器件可用于升压
变换器、降压变换器、反向器的控制核心,由它构成的DC/DC变换器仅用少量的外部元器
件。MC34063的基本结构及引脚如图s6-3所示。
图三MC34063基本结构及引脚图
MC34063构成的升压电路原理如图s6-4所示,当芯片内开关管(T1)导通时,电源经取样电
阻R1、电感L1、MC34063的1脚和2脚接地,此时电感L1开始存储能量(不向负载供
电),而由C2对负载提供能量。当T1断开时,电源和电感同时给负载和电容C2提供能量。
电感在释放能量期间,由于其两端的电动势极性与电源极性相同,相当于两个电源串联,因
而负载上得到的电压高于电源电压。开关管导通与关断的频率称为芯片的工作频率。只要此
频率相对负载的时间常数足够高,负载上便可获得连续的直流电压。
图5MC34063构成的Boost升压
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